Energieerhaltung: Skifahrer?

4 Antworten

15% Gefälle heißt: 15 m Höhenunterschied auf 100 m basislänge.

15 m ist die Gegenkathete.

100m ist die Ankathete.

101,18 m ist die Hypothenuse

Ist der Skifahrer 120 m gefahren, ist der Höhenunterschied 15 x 120 / 101,18 = 17,8 m

m x g x h = 1/2 x m x v^2 ; m kürzt sich raus.

Der Skifahrer hatte aber schon Geschwindigkeit. Also gilt:

1/2 V1^2 + g x h = 1/2 v2^2

(v1^2 + 2 g x h)^0,5= v2

^0,5 = Wurzel

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung

E1 = Ekin1 + Epot1

E2 = Ekin2 + Epot2

--> E1 = E2

--> Ekin1 + Epot1 = Ekin2 + Epot2

--> Ekin2 = Ekin1 + Epot1 - Epot2

mit Epot1 - Epot2 = m*g*h und Ekin = m*v²/2 folgt

--> m*(v2)²/2 = m*(v1)²/2 + m*g*h

Dividieren durch die Masse und Multiplikation mit 2 auf beiden Seiten, sowie Wurzelziehen liefert

v2 = sqrt( (v1)² + 2*g*h )

Mit dem Gefälle von 15% und der Strecke s = 120 m folgt:

h = 15% * s = 18 m

Nimmt man jetzt noch g zu : g = 9.81 m/s² an, so folgt final

v2 = sqrt( (40000 m/((60)^2 s))² + 2*9.81 m/s² * 18m ) = 21.83 m/s = 78.59 km/h

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium der Elektrotechnik (Energie, Automatisierung)

Zwei Anmerkungen.

1) Die Aufgabe ist, gemessen an der Realität, so sinnvoll wie die Frage, nach welcher Fahrstrecke der Sjifahrer die Schallgeschwindigkeit erreicht.

2) Der Höhenunterschied in der Aufgabe ist nicht 18 m. Wie Gefälle berechnet wird, weiss Google.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
mit h=15m

Wie viel sind 15% von 120 m?

v=sqrt(2gh)

Was ist mit der Geschwindigkeit von 40 km h, die der Skifahrer bereits hat?

Fachkreis 
Fragesteller
 23.03.2019, 23:21

120*15%=18m

oben hat der Skifahrer W_pot+W_kin.

Also: W_pot+W_kin=W_kin,unten

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